浙江大学远程教育学院《物理化学》课程作业(必做)

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《物理化学》课程作业(必做)

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第一章热力学第一定律

一、填空题

1. 系统的性质分为广度性质和_____________。

2. 热力学第一定律的数学表达式是。

3. 水从25℃加热到35℃，水的热力学能。（填“增大”、“减小”或“不变” ）

4. 理想气体在恒定外压下绝热膨胀，气体的焓。（填“增大”、“减小”或“不变” ）

5. ΔU=Q v的适用条件是。

6. O2(g)的的标准摩尔燃烧焓零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。

二、简答题

1. 什么是系统？什么是环境？

2. 什么是等压过程？什么是可逆过程？

3. 什么是热力学第一定律？

4. 什么是标准摩尔生成焓？什么是标准摩尔燃烧焓？

5. Zn与稀硫酸发生放热置换反应，请问在开口瓶中进行还是在闭口瓶中进行放热更多？为什么？

6. 石墨在充满氧气的定容绝热反应器中燃烧，若以反应器和其中所有物质为系统，请问燃烧前后热力学能和焓如何变化？

三、计算题

1. 1 mol单原子理想气体在298K时，在恒定外压为终态压力下从15.00 dm3等温膨胀到40.00 dm3，求该过程的Q、W、ΔU和ΔH。

2. 1 mol 水在100℃、101.3kPa 下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ，求该过程的Q、W、△U和△H。

3. 已知298.2K 时，NaCl(s)、H 2SO 4(l)、Na 2SO 4 (s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、

-1383和-92.3 kJ·mol -1，求下列反应的θm r H ∆和θm r U ∆

2NaCl(s) + H 2SO 4(l) = Na 2SO 4(s) + 2HCl(g)

4. 已知298.2K 时，C （石墨）、H 2（g ）和C 2H 6（g ）的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ·mol -1、

-285.8 kJ·mol -1和-1559.8 kJ·mol -1。计算下列反应的θm r H ∆和θm r U ∆：

2C （石墨） + 3H 2（g ）→ C 2H 6（g ）

第二章 热力学第二定律

一、填空题

1. 理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和 所组

成。

2. 卡诺循环中等温可逆膨胀过程的温度 等温可逆压缩过程的温度。（填“小于”、

“大于”或“等于” ）

3. 工作在高温热源373K 与低温热源298K 之间的卡诺热机的效率为 。

4. H 2气和O 2气在绝热钢瓶中发生反应的ΔS 零。（填“小于”、“大于”或“等于” ）

5. 1 mol 373.2K 、101.3kPa 水蒸发为373.2K 、101.3kPa 水蒸气的ΔS J/K （知水的蒸发热为40.64 kJ/mol ）。

6. 系统经过不可逆循环过程ΔS 环 零。（填“小于”、“大于”或“等于” ）

7. 1mol 100℃，100kPa 气态水的吉布斯能 1mol 100℃，100kPa 液态水的吉布斯

能。（填“小于”、“大于”或“等于” ）

8. 吉布斯能判据的适用条件是 。

二、简答题

1. 什么是自发过程？什么是热力学第二定律？

2. 空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？为什么？

3. 熵的物理意义是什么？ 如何用熵判据判断过程的方向？

4. 从同一始态出发，绝热可逆过程和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态，为什么？

5. 什么是热力学第三定律？什么是标准摩尔熵？

三、计算题

1. 1mol 300.2K 、200kPa 的理想气体在恒定外压100kPa 下等温膨胀到100kPa 。求该过程的

△S 、△F 和△G 。

2. 369.9K 的恒温槽在299.9K 的室温下放置一段时间后，因恒温槽绝热不良而将4184J 的热

传给室内空气。（1）求恒温槽熵变和室内空气熵变；（2）该过程是否可逆？

3. 求0.2mol 273K 、100kPa 的O 2与0.8mol 273K 、100kPa 的N 2混合的熵变。

4. 0.50 kg 343K 的水与0.10 kg 303K 的水混合，已知水的 C p,m =7

5.29J/( K·mol)，求系

统的熵变和环境的熵变。

5. 在298K 和标准状态下，已知金刚石的标准摩尔生成焓为1.90 kJ·mol -1，金刚石和石墨的

标准摩尔熵分别为2.38 J·mol -1·K -1和5.74J·mol -1·K -1，求

石墨→金刚石

的θ

m r ΔG ，并说明在此条件下，哪种晶型更加稳定？

6. 在25℃和标准状态下，已知CaCO 3(s)、CaO(s)和CO 2(g) 的标准摩尔生成焓分别为

-1206.92 kJ·mol -1、-635.09kJ·mol -1和-393.51 kJ·mol -1，标准摩尔熵分别为92.9 J·mol -1·K -1、39.75 J·mol -1·K -1和213.74J·mol -1·K -1，求：

CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)

的θθθm r m r m r ΔΔΔG S H 和、。

第三章 多组分系统热力学

一、 填空题

1. 在蔗糖饱和溶液中，蔗糖晶体的化学势 溶液中蔗糖的化学势 （填“大于”、“小

于”或“等于”）。

2. 已知水的正常凝固点为27

3.15K ，凝固点降低常数k f =1.86K·kg·mol -1，测得0.1000 kg 水中

含0.0045 kg 某非挥发性有机物溶液的凝固点为272.68K 。该有机物的摩尔质量

为 。

二、 简答题

1. 什么是混合物？什么是溶液？

2. 为什么稀溶液不是混合物?

3. 0.01mol/kg 葡萄糖水溶液与0.01mol/kg 氯化钠水溶液的渗透压相同吗？为什么？

4. 水中加入少量乙醇形成稀溶液，沸点一定升高吗？为什么？

5. 在冰冻路面撒盐可以融化冰冻，为什么？

三、 计算题